Chuyên đê: quang Mạng truyền dẫn Bài 2: Kỹ thuật ghép kênh WDM Mạng WDM TS Võ Viết Minh Nhật Khoa Du Lịch – Đại học Huế vominhnhat@yahoo.com Mục tiêu o Bài nhằm cung cấp cho học viên kiến thức kỹ về:     kỹ thuật ghép kênh WDM mơ hình mạng truyền dẫn quang WDM phân loại mạng WDM hệ mạng WDM Nội dung trình bày 2.1 Kỹ thuật ghép kênh WDM 2.2 Mơ hình mạng WDM 2.3 Phân loại mạng WDM 2.4 Các hệ mạng WDM 2.1 Kỹ thuật ghép kênh WDM o Ghép kênh bước sóng WDM (Wavelength Devision Multiplexing) kỹ thuật “truyền dẫn đồng thời nhiều tín hiệu quang nhiều bước sóng khác sợi dẫn quang”  Ở đầu phát, tín hiệu quang có bước sóng khác tổ hợp (ghép kênh) để đồng thời truyền sợi dẫn quang  Ở đầu thu, tín hiệu tổ hợp phân giải (tách kênh) khơi phục lại tín hiệu gốc để đưa đến đầu cuối 2.1 Kỹ thuật ghép kênh WDM o Việc sử dụng công nghệ ghép kênh WDM rõ ràng tận dụng băng thông truyền dẫn lớn sợi quang o Tuy nhiên, để tránh tượng nhiễu xuyên kênh, kênh phải có khoảng cách định  Qua nghiên cứu, ITU-T đưa kênh bước sóng khoảng cách kênh lựa chọn cấp độ 200 GHz, 100 GHz, 50 GHz 2.2 Mơ hình mạng WDM o Hệ thống truyền dẫn quang WDM chia làm loại: đơn hướng song hướng  Hệ thống đơn hướng truyền theo chiều sợi quang Do vậy, để truyền thông tin điểm cần có sợi quang 2.2 Mơ hình mạng WDM  Hệ thống WDM song hướng, ngược lại, truyền hai chiều sợi quang nên cần sợi quang để trao đổi thông tin điểm 2.2.1.Ưu nhược điểm hệ thống o Về dung lượng, hệ thống đơn hướng có khả cung cấp dung lượng cao gấp đôi so với hệ thống song hướng Tuy nhiên, số sợi quang cần dùng gấp đôi so với hệ thống song hướng o Khi cố đứt cáp xảy ra, hệ thống song hướng không cần đến chế chuyển mạch bảo vệ tự động APS (Automatic Protection Switching) hai đầu liên kết có khả nhận biết cố 2.2.1.Ưu nhược điểm hệ thống o Về khía cạnh thiết kế mạng, hệ thống song hướng khó thiết kế cịn phải xét thêm y ếu t ố vấn đề xuyên nhiễu có nhiều bước sóng sợi quang, đảm bảo định tuyến phân b ố bước sóng cho hai chiều sợi quang khơng dùng chung bước sóng … o Các khuếch đại hệ thống song hướng thường có cấu trúc phức tạp Tuy nhiên, s ố bước sóng khuếch đại hệ thống song hướng giảm ½ theo chiều nên khuy ếch đại s ẽ cho công suất ngõ lớn so với hệ thống đơn hướng 2.2.2 Các thành phần cấu thành mạng WDM o Bộ phát tín hiệu: Sử dụng nguồn phát laser như: laser điều chỉnh bước sóng (tunable laser), laser đa bước sóng (multiwavelength laser) o Yêu cầu nguồn phát laser phải có độ rộng phổ hẹp, bước sóng phát ổn định, mức cơng suất phát đỉnh, bước sóng trung tâm độ rộng phổ phải nằm giới hạn cho phép 10 2.3 Phân loại mạng WDM o Các kiến trúc phổ biến mạng WDM  Liên kết WDM (Link),  Mạng quang thụ động PON (Passive Optical Network ),  Mạng phát tán chọn lựa BSN (Broadcast and Select Networks),  Mạng định tuyến bước sóng WRN (Wavelength Routing Network) 15 2.3.1 Liên kết WDM (Link) o Trong hướng tiếp cận liên kết WDM, dây dẫn song song thay kênh bước sóng dây dẫn đơn (đa kênh gộp dây dẫn đơn) 16 2.3.1 Liên kết WDM (Link) o Tại khuyếch đại quang (wideband optical amplifier), tất kênh khuyếch đại đồng thời o Các liên kết WDM đơn giản việc thực kết nối với thiết bị phổ biến sử dụng trưởng thành mặt công nghệ Do liên kết WDM hứa hẹn xây dựng hệ thống truyền thông quang với giá cạnh tranh 17 2.3.2 Mạng quang thụ động PON o Đặc điểm mạng PON dây dẫn chia sẻ trạm trung tâm (Central Office) trạm biên ONU (Optical Network Unit) 18 2.3.2 Mạng quang thụ động PON o Với thiết lập cấu trúc cây, mạng PON cho phép truyền thông chiều server (central office) đa người dùng (ONUs), với việc điều khiển định tuyến tập trung trạm trung tâm o Kiến trúc lụa chọn tốt nhà cung cấp truyền thông nội vùng, việc thiết kế rẻ tiền, đơn giản bền vững trạm ONU 19 2.3.3 Mạng phát tán chọn lựa BSN o Trong mạng BSN, trạm phát phát tán tín hiệu tất kênh trạm thu tự điều chỉnh đến kênh mà muốn thu tín hiệu 20 2.3.3 Mạng phát tán chọn lựa BSN o Như vậy, mạng BSN tương tự với hệ thống radio hay mạng cuc truyền thống Chúng sử dụng thiết bị “star coupler” để phát tán tín hiệu vào từ cổng vào đến tất cổng o Nhược điểm:  Các cặp giao tiếp phải phối hợp (coordination) với để điều chỉnh đến kênh  Tín hiệu bị suy giảm “splitting” tính tái sử dụng bước sóng => Mơ hình phù hợp mạng cục bộ, mở rộng cho mạng diện rộng 21 2.3.4 Mạng định tuyến bước sóng WRN o Mạng định tuyến bước sóng cơng nghệ hứa hẹn việc thiết lập mạng đường trục (backbone) hình lưới 22 2.3.4 Mạng định tuyến bước sóng WRN o Mạng WRN đơn hop đa-hop  Trong mạng đơn hop, việc truyền thơng tồn quang; liệu chuyển thành dạng điện nút biên Loại mạng chuyển mạch kênh, chuyển mạch gói, mạng chuyển mạch gói hướng kết nối không  Trong mạng đa hop, nút có vài phát thu cố định Do vậy, tín hiệu khơng phải ln ln truyền trực tiếp từ nguồn đến đích; tín hiệu bị chuyển đổi thành dạng điện nút trung gian sau chuyển lại thành quang truyền lại 23 2.3.4 Mạng định tuyến bước sóng WRN o Mỗi nút (lõi) mạng WRN định tuyến (router) bước sóng Mỗi router có cổng vào ra; Các cổng kết nối với nút biên hay với router khác o Việc định tuyến tín hiệu vào router thực dựa số hiệu cổng bước sóng o Các tín hiệu định tuyến cổng phải có bước sóng khác nhau: ⇒Như kênh không sử dụng chung dây dẫn có bước sóng Đây đặc điểm sử dụng lại (reuse) bước sóng mang WRN 24 2.3.4 Mạng định tuyến bước sóng WRN o Router tĩnh cấu hình động Nó có chức chuyển đổi bước sóng; Đặc điểm có ảnh hưởng trực tiếp đến khả hoạt động tính mở rộng mạng o Các chức định tuyến chuyển mạch thực lớp quang Việc truyền liệu thực lightpaths o Mạng WRN lý tưởng chuyển mạch kênh, không phù hợp với chuyển mạch gói Tuy nhiên mơ hình lai, bao gồm chuyển mạch kênh gói, cài đặt 25 2.4 Các hệ mạng WDM o Thế hệ 1: hệ thống WDM điểm nối điểm với trạm xen/rẽ tuyến quang phải thiết b ị MUX/DEMUX để tách/ghép tất bước sóng o Thế hệ 2: hệ thống WDM điểm nối đa điểm với trạm xen/rẽ tuyến quang OADM cho phép tách/ghép trực tiếp nh ững bước sóng c ần xen/rẽ o Thế hệ 3: mạng WDM toàn quang với thiết bị chuyển mạch định tuyến bước sóng, gọi mạng định tuyến bước sóng Nó cung cấp đường quang (lightpath) tới người sử dụng đầu cuối SDH (SONET) hay định tuyến IP 26 Sự phát triển hệ thống WDM 27 2.6 Kết luận o Bài trình bày kiến thức kỹ về:     kỹ thuật ghép kênh WDM mơ hình mạng WDM phân loại hệ thống truyền dẫn quang WDM hệ mạng WDM 28 Câu hỏi ? 29 ... Bài nhằm cung cấp cho học viên kiến thức kỹ về:     kỹ thuật ghép kênh WDM mơ hình mạng truyền dẫn quang WDM phân loại mạng WDM hệ mạng WDM Nội dung trình bày 2. 1 Kỹ thuật ghép kênh WDM 2. 2... ghép kênh WDM 2. 2 Mơ hình mạng WDM 2. 3 Phân loại mạng WDM 2. 4 Các hệ mạng WDM 2. 1 Kỹ thuật ghép kênh WDM o Ghép kênh bước sóng WDM (Wavelength Devision Multiplexing) kỹ thuật ? ?truyền dẫn đồng thời... tuyến IP 26 Sự phát triển hệ thống WDM 27 2. 6 Kết luận o Bài trình bày kiến thức kỹ về:     kỹ thuật ghép kênh WDM mơ hình mạng WDM phân loại hệ thống truyền dẫn quang WDM hệ mạng WDM 28 Câu